Лекции по метрологии [3 курс] / Раздел Взаимозаменяемость / Раздел Взаимозаменяемость / 1 Основы взаимозаменяемости

Лекция №1 Основы взаимозаменяемости

Взаимозаменяемость – свойство независимо изготовленных изделий обеспечивать возможность беспригонной сборки деталей в узлы, а узлов в изделия с соблюдением всех предъявляемых технических требований.

Взаимозаменяемость должна обеспечивать беспригонную и бесподборочную сборку. Собранные изделия должны отвечать заданным техническим условиям и эксплуатационным требованиям.

Преимуществом полной взаимозаменяемости с одной стороны является простота и экономичность сборки, сборочный процесс можно легко и точно пронормировать, определить ритм сборки и поэтому организовать поточное или даже автоматизированное производство. С другой стороны упрощается процесс эксплуатации и ремонта изделий. Условиям полной взаимозаменяемости должны отвечать все покупные изделия и запчасти.

Преимущество полной взаимозаменяемости – возможность специализации и кооперирования, недостаток– малые допуски.

Виды взаимозаменяемости:

1.Полная.

2.Неполная или ограниченная.

3.Внешняя (покупные изделия) и внутренняя (шарики в подшипнике).

4.Функциональная (геометрические, электрические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели машин).

Виды неполной взаимозаменяемости:

1.Групповая или селективная сборка.

2.Сборка по методу регулирования.

3.Сборка методом пригонки.

Основные понятия о размерах, отклонениях, допусках и посадках.

Конфигурация деталей ограничивается поверхностями. Эти поверхности могут быть простыми (плоскими, цилиндрическими) и сложными (винтовыми, шлицевыми и др.). Все поверхности подразделяются на номинальные и действительные.

Номинальными (идеальными) называются поверхности, форма и размеры которых заданы чертежом.

Реальными (действительными) называются поверхности, полученные в результате обработки заготовки или видоизмененные в процессе эксплуатации.

2

Размер – численное значение величины (диаметра, длины, угла), выраженное в единицах измерения.

Различают номинальные, предельные и действительные размеры. Номинальным называется размер, общий для двух деталей соединения

(отверстия и вала) и который проставляется на чертеже.

Номинальные размеры определяются расчетом на прочность, жесткость, сопротивление усталости или по другим конструктивным соображениям.

Поскольку изготовить деталь точно по номинальному размеру невозможно, поэтому вводится понятие предельных размеров: наибольшего и наименьшего предельных размеров.

Деталь считается годной, если действительный размер будет находиться между этими предельными размерами или будет равен одному из них.

Действительным называется размер, полученный в результате измерения с допустимой погрешностью.

Поскольку ставить на чертеже сразу два предельных размера неудобно, то вводится понятие отклонений. Различают номинальные и действительные отклонения.

Верхнее номинальное отклонение – разность между наибольшим предельным размером и номинальным.

Нижнее номинальное отклонение – разность между наименьшим предельным размером и номинальным.

Действительное отклонение – разность между действительным размером

ei = dmin – dном.

Мерой точности изготовления детали является допуск.

Допуском называется разность между верхними и нижними предельными отклонениям.

TA = Dmax – Dmin = ES – EI | > 0;

TB = dmax – dmin = es – ei | > 0.

Допуск всегда положителен.

Схема расположения допуска вала

3

Схема расположения допуска отверстия

Правила нанесения номинальных размеров и отклонений на чертежах:

1.Номинальный размер проставляется в мм, при этом единица измерения не ставится ( 40).

2.Верхнее и нижнее номинальные отклонения ставятся рядом с

номинальным размером меньшим шрифтом ( 40 +−00,,1512 ).

3.Если оба отклонения равны по модулю, но разные по знаку, то отклонение записывается один раз тем же шрифтом ( 40±0,15).

4.Если одно из отклонений равно 0, то оно на чертеже не проставляется.

При этом положительное отклонение пишется наверху ( 40 +0,15 ), а

отрицательное – внизу ( 40 −0,12 ).

5. Если отклонения имеют разное число значащих цифр после нуля, то недостающая цифра заменяется нулем ( 40 +−0,1500,125 ).

Посадки.

Посадкой называется характер соединения двух деталей, определяемый величиной получающихся в этом соединении зазоров или натягов.

Зазором называется положительная разность между диаметром отверстия и диаметром вала.

Зазор: S = D – d | > 0.

Максимальный зазор – положительная разность между максимальным диаметром отверстия и минимальным диаметром вала.

Smax = Dmax – dmin = ES – ei | > 0. Smin = Dmin – dmax = EI – es | > 0.

4

Sср = Smax 2+Smin .

Натяг – положительная разность между диаметром вала и диаметром отверстия (до сборки).

Натяг: N = d – D | > 0.

Nmax = dmax – Dmin = es – EI | > 0. Nmin = dmin – Dmax = ei – ES | > 0.

Nср = Nmax 2+ Nmin .

Различают три категории посадок:

1.С гарантированным зазором.

2.С гарантированным натягом.

3.Переходные (возможен как зазор, так и натяг).

Все поверхности различают на свободные и сопрягаемые. По сопрягаемым происходит сопряжение деталей.

Всеохватывающие поверхности называются отверстиями, а всеохватываемые – валами.

5

Посадка с гарантированным зазором

Схема расположения полей допусков посадки с гарантированным зазором

ES = Dmax – Dном.

EI = Dmin – Dном.

es = dmax – dном. ei = dmin – dном.

TA = Dmax – Dmin | > 0.

TB = dmax – dmin | > 0.

TA = ES – EI | > 0.

TB = es – ei | > 0.

S = D – d | > 0.

Smax = Dmax – dmin = ES – ei | > 0.

Smin = Dmin – dmax = EI – es | > 0.

Sср = Smax 2+Smin .

Допуск посадки с зазором: TS = Smax – Smin = TA + TB.

6

Посадка с гарантированным натягом

Схема расположения полей допусков посадки с гарантированным натягом

N = d – D | > 0.

Nmax = dmax – Dmin = es – EI | > 0.

Nmin = dmin – Dmax = ei – ES | > 0.

+ Nmin .

2

Допуск посадки с натягом: TN = Nmax – Nmin = TA + TB.

7

Переходная посадка

Схема расположения полей допусков переходной посадки

Smax = Dmax – dmin = ES – ei | > 0.

Nmax = dmax – Dmin = es – EI | > 0.

В переходных посадках минимальные зазор и натяг условно равны нулю:

Nmin = 0; Smin = 0.

Допуск переходной посадки: TN(TS) = Nmax + Smax = TA + TB.

8

Системы посадок.

Система отверстия СА

Система отверстия (СА) – такая система, в которой при постоянном номинальном размере и постоянных отклонениях основного отверстия различный характер посадок обеспечивается за счет изменения поля допуска вала.

Основное отверстие (Н) – отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю. Вал в данном случае – деталь сопрягаемая.

Отверстие имеет неизменную величину, вал подгоняется.

Посадки в системе отверстия

9

Система вала СВ

Система вала (СВ) – такая система, в которой при постоянном номинальном размере и постоянных отклонениях основного вала различный характер посадок обеспечивается за счет изменения поля допуска отверстия.

Основной вал (h) – вал, верхнее отклонение которого равно нулю. Отверстие в данном случае – деталь сопрягаемая.

Вал имеет неизменную величину, отверстие подгоняется.

Посадки в системе вала